Michail Kovaľčuk- Prezident Národného výskumného centra "Kurčatov inštitút", vedúci Celoruskej spoločnosti vynálezcov a
Národné výskumné centrum "Kurchatovský inštitút"- vedecký ústav založený akademik I.V.Kurchatov v roku 1943. Od prvých dní sa Kurchatovov inštitút podieľal na rozvoji jadrovej energie. Stredisko vyvinulo a zmontovalo mnoho jadrových zariadení: reaktory, elektrárne, ponorky a ľadoborce.
Čo ovplyvnilo rozhodnutie vytvoriť atómovú bombu?
- V súčasnosti má veda v mnohých ohľadoch vedúcu úlohu. Čo sa však stane s vedeckými poznatkami a inštitúciami pri pohľade zvnútra?
- Nepochybne veda teraz prechádza zmenami. Aby sme pochopili, ako sa to stane, je dôležité rozpoznať jeho aktuálnu polohu a správne určiť priority. Tento prístup sa vzťahuje na absolútne každú oblasť činnosti. Sú to priority, ktoré pomáhajú vyrovnať sa s ťažkosťami: zdroje alebo finančné prostriedky. Ďalším dôležitým krokom je pochopenie, že existujú dve kategórie priorít: taktické a strategické. Prvé sú definované a zodpovedné za prežitie. Taktické priority umožňujú vývoj a modernizáciu konkrétnych trhov alebo výrobkov. Druhá kategória priorít je zodpovedná za dlhodobé ciele, ktoré ovplyvňujú budúcnosť, a za vytváranie zásadne nových technológií, ktoré revolúujú vo všetkých myšlienkach o obvyklom spôsobe života. O týchto prioritách sa na začiatku nehovorí, nemajú prognózy a nesúvisia s existujúcimi konkrétnymi produktmi.
Michail Kovalchuk. Foto: Otvorená inovácia
Ale obe kategórie sú v spoločnosti úzko prepojené,v ktorých existuje veľa príkladov v histórii. Všetci veľmi dobre vieme, že 9. mája 1945 sme vyhrali jednu z najťažších vojen. Víťazstvo bolo zabezpečené výhodou pri vybavovaní vojakov. ZSSR sa v tom čase stal najvýznamnejším štátom, ale po niekoľkých mesiacoch sa rovnováha síl zmenila.
V auguste toho roku po strašnomPri bombovom útoku na Hirošimu a Nagasaki sa ukázalo, prečo sa počas najťažšej vojny sovietska vláda rozhodla predať jadrové zbrane. Áno, v čase tohto rozhodnutia nebolo možné predstaviť si, že by následne rozhodlo o osude celého Sovietskeho zväzu. Keby sa taká nejasná a ťažko realizovateľná priorita neobjavila vo vojnových rokoch, potom by sme podľa plánov Američanov jednoducho zmizli z povrchu Zeme a vojna by bola vyhratá zbytočne.
Podľa mnohých zdrojov, 16. mája 1944Americký šéf štábu čítal správu vláde, v ktorej sa uvádza, že po skončení vojny sa ZSSR stane silnou svetovou veľmocou. To by viedlo k stretu hospodárskych záujmov ZSSR a USA. Preto okamžite po skončení druhej svetovej vojny americká vláda nariadila armáde, aby vypracovala plán útoku na Sovietsky zväz.
Mnoho takýchto plánov bolo vypracovaných, ale prostredníctvomslávny z nich bol „Dropshot“, schválený 19. decembra 1949. Na území ZSSR malo padnúť 300 atómových a 250 000 ton obyčajných bômb, obsadiť ich a rozdeliť na štyri časti: západnú časť, Ural so Strednou Áziou, Sibír a Ďaleký východ. Na konci roku 1949 však ZSSR vytvoril aj svoju vlastnú atómovú bombu RDS-1. Americkí vojenskí analytici dospeli k záveru, že v prípade útoku by straty letectva predstavovali 55%, ZSSR bol schopný odvetné opatrenia a bojovať proti pozemným bitkám, takže všetky plány útoku boli skrátené.
Atómové bombové útoky na Hirošimu a Nagasakidošlo 6. a 9. augusta 1945. Jadrové útoky proti japonským mestám uskutočnili americké bombardéry. Na Hirošimu bola vyhodená detská uránová bomba s kapacitou 13–18 kilogramov TNT a na Nagasaki bola vyhodená plutóniová bomba „Tlustý muž“ s kapacitou 21 kilogramov. Po zhodení bômb sa Hirošima a Nagasaki zmenili na ruiny a obyvatelia týchto miest zomreli hroznou a bolestnou smrťou. Celkový počet obetí je viac ako 450 tisíc ľudí. V Hirošime, podľa výbuchu, podľa rôznych odhadov zomrelo 70 až 100 tisíc ľudí, v Nagasaki - približne 70 000. V nasledujúcich rokoch ľudia naďalej zomierali na radiačnú chorobu, údaje o obetiach sa každý rok aktualizujú v deň výbuchu. Napríklad v roku 2014 bol celkový počet obetí v Hirošime 292 325 osôb a v Nagasaki - 165 409 ľudí.
Hirošima po bombovom útoku
- To znamená, že každá strategická priorita a výsledok jej realizácie určia budúcnosť celej civilizácie?
- Presne, ale v situácii s Američanmipri bombardovaní boli iba dva východy - buď im odpovieme, alebo sme zmizli. Cieľ výroby jadrových zbraní sa, samozrejme, stal prioritou bez akýchkoľvek diskusií a predpovedí. 25. decembra 1946 sa začala reťazová reakcia, ktorá preukázala potenciál na vytvorenie tohto typu zbrane. O tri roky neskôr sa nám podarilo ukázať svetu naše vlastné úspechy a odpáliť atómovú bombu, obmedzili sme sa však len na testy, aby sme sa nestali ako naši zahraniční oponenti.
Neskôr, v roku 1954, sa Kurchatovovi podarilo vytvoriť a uviesť do prevádzky prvú jadrovú elektráreň na planéte. Práve táto udalosť sa stala rozhodujúcou v rozvoji globálnej jadrovej energetiky.
A toto bola ďalšia fáza - termonukleárnaenergetika. Vytvorenie tokamaku v 50-tych rokoch umožnilo použitie princípu magnetického zadržiavania vysokoteplotnej plazmy. Tokamak je náš vynález, ale dnes umožňuje ktorejkoľvek civilizovanej krajine používať tento prototyp energetického stroja, a teda aj nový typ prenosu energie bez straty v pohybe lietadiel, vrtuľníkov a dokonca lodí. Je to náš vývoj, ktorý nám teraz umožňuje aktívne rozvíjať priemysel jadrovej syntézy.
Ďalším prielomom našich vedcov bolo vypustenie prvej sovietskej atómovej ponorky s názvom „Lenin Komsomol“ v roku 1958 ao rok neskôr po nej atómový ľadoborec.
25. decembra 1946 bola spustená na území ZSSRPrvý európsky jadrový reaktor v Európe, Bol postavený pod dohľadom akademika.Igor Vasilievič Kurchatov. Na jeho vytvorenie sa vynaložili obrovské zásoby uránu a grafitu. Hlavným vedeckým cieľom návrhu bola možnosť vývoja technológií na výrobu plutónia.
26.06.1954 za prítomnosti Kurchatova bolspustenie prvej jadrovej elektrárne na svete. Nachádza sa v regióne Kaluga, v meste Obninsk a bol pripojený k všeobecnej elektrickej sieti ZSSR. V roku 2002 bola uzavretá prvá jadrová elektráreň.
Tokamak, toroidná komora s magnetickými cievkami— zariadenie na magnetické plazmové obmedzenie, ktoréumožňuje vytvárať podmienky pre riadenú jadrovú fúziu. Táto syntéza umožňuje získať ťažšie atómové jadrá z ľahkých pomocou rozpadovej reakcie. Hlavným rozdielom a výhodou tokamaku využívajúceho magnetické pole je využitie elektrického prúdu. Prúd zase zabezpečuje zahrievanie plazmy a udržiavanie rovnováhy. Reaktor Tokamak sa v súčasnosti vyvíja v rámci medzinárodného vedeckého projektu ITER.
tokamak
Prvá jadrová ponorka "Leninsky."Komsomol "uvedený na trh 9. októbra 1957. Názov lode bol od ponorky toho istého mena ako Severná flotila ZSSR. V priebehu rokov služby Leninsky Komsomol navštívil početné misie: prieskum pod ľadom Severného ľadového oceánu, niekoľko križovatiek severného pólu a jeden výstup na severný pól. Ponorka bola stiahnutá zo severnej flotily až v roku 1991. V roku 2019 bolo prijaté rozhodnutie o zachovaní lode s následnou prestavbou na múzeum.
Ako vznikla výpočtová matematika a kde atómový projekt vznikol
- Aké výhody nám dnes priniesli tieto základné úspechy v oblasti vedy a techniky?
- Existuje veľa takýchto výhod. Napríklad dnes sme jedinou krajinou na svete, ktorá má nukleárnu flotilu ľadoborcov. Jeho prítomnosť nám poskytuje prístup do vysokých zemepisných šírok, v ktorých sa nachádzajú hlavné ložiská uhľovodíkov. Nedávno som si uvedomil, že naša krajina ako celok má viac ako polovicu svetovej flotily ľadoborcov.
Vznikajú nové ponorky na ľadoborceRusko môže obsluhovať podvodné komplexy na ťažbu ropy a plynu a nezávisle ťažiť tieto nerasty. Z iniciatívy nášho ústavu bola spustená a prevádzkuje sa prvá platforma s takýmto podnikom.
Hlavným problémom moderného sveta jepotreba zabezpečiť megawattové zdroje energie, ktoré sa získavajú iba z jadrovej technológie. Takže bez jadrovej energie nie je možné vykonať prieskum vesmíru.
Michail Kovalchuk. Foto: Otvorená inovácia
A najbežnejšia vec, ktorú možno spomenúť, je -vaše gadgety. Samozrejme, nikto si nemyslí, keď drží v rukách nový zázrak techniky, že výpočtová matematika, základ takýchto zariadení, vznikla ako disciplína len kvôli potrebe vypočítať charakteristiky neutrónových reaktorov v 40. rokoch na našom ústave. Takto sa výpočtová matematika stala základom pre vývoj budúcich elektronických, jadrových a vesmírnych projektov.
Výpočtovýmatematika- časť matematiky, ktorá zahŕňa problémy,súvisiace s používaním počítačov. To zahŕňa konštrukciu a analýzu matematických modelov, vývoj metód a algoritmov na riešenie problémov, ktoré vznikajú pri štúdiu modelov. Najmä zdokonaľovanie jadrových zbraní by malo vychádzať z výsledkov matematického modelovania procesov na počítačoch.
V procese vytvárania atómovej bomby v KurčatovskomV ústave sa pracovalo ručne na elektronicko-mechanických strojoch dodávaných ako reparácie z Nemecka. Teoretický výskum bol dôležitý, ale v tom čase vysoké školy a technické školy nepripravovali odborníkov na vyššiu matematiku. Teoretické štúdie pre budúce výpočty robili obyčajní matematici, mechanici, meteorológovia a iní špecialisti z rôznych oblastí, ktorí sa museli preškoliť za pochodu. Výsledkom bolo, že akademik Sobolev otvoril prvé oddelenie výpočtovej matematiky v ZSSR na Fakulte mechaniky a matematiky Moskovskej štátnej univerzity a jeho kolegovia Keldysh a Lavrentyev začali vytvárať prvé počítače.
Musíme pochopiť, že dlhujemepokrok je iba atómový projekt. A to predovšetkým kvôli podpísaniu dohody o zákaze jadrových skúšok. Vyhliadky na degradáciu jadrových zbraní posunuli pohľad vedcov na zlepšenie počítačovej technológie.
- Existujú podobné príklady vzniku nových oblastí znalostí založených na tých existujúcich?
- Dnes sme jedným zkľúčové krajiny v rozvoji materiálovej vedy. Tento smer vznikol z potreby vytvárať nové materiály pre vesmírne projekty, ktoré môžu pracovať v extrémnych podmienkach: žiarenie, veľké teplotné skoky a ďalšie faktory.
Živým príkladom je motorová turbínalietadlo. Iba tri krajiny majú právomoc vyrábať takéto súčiastky. Ak sa napríklad americkí vedci po zakúpení našich motorov pokúsia pochopiť jeho štruktúru a motor rozobrať, nebudú sa môcť zotaviť. Je to spôsobené skutočnosťou, že len niekoľko svetových veľmocí je schopných vytvoriť také zložité štruktúry, a to si zaslúži rešpekt.
Pri výrobe jadrových zbraní sú dôležitémateriály schopné delenia. Takéto materiály medzi prírodnými analógmi buď neexistovali, alebo ich vlastnosti nevyhovovali dostatočne vedcom, čo sa stalo prvoradou úlohou v oblasti materiálovej vedy.
Napríklad na zlepšenie štiepenia uránu-235Akademik z nášho ústavu Michail Nikolaevič Tikhomirov sa rozhodol vytvoriť technológiu obohacovania. Vďaka tejto technológii sa krajina dostala na úroveň najväčšieho dodávateľa obohateného paliva na svete. Na druhej strane bolo potrebné vyvinúť umelé materiály schopné štiepenia, napríklad plutónium, ktoré vyžadovalo vytvorenie množstva zariadení potrebných pre atómový projekt.
Obohatenie uránu— technologický postup, ktorý umožňuje zvýšiťhmotnostný zlomok izotopu uránu-235. V priemyselnom meradle sa obohacovanie uskutočňuje pomocou plynného hexafluoridu uránu UF6 pomocou metód elektromagnetickej separácie izotopov, difúzie plynu (UF6 sa zahrieva a prechádza cez špeciálny filter), aerodynamickej separácie (turbulencie plynu v špeciálnej tryske), odstreďovania plynu (oddelenie v dôsledku odstredivých síl v závislosti od absolútnych rozdielov v hmotnosti), obohacovanie laserom (lasery v parách uránu excitujú atómy uránu-235, potom sú ionizované atómy odstránené pomocou elektrického alebo magnetického poľa). V prírode sa nachádza v ochudobnenej forme s hmotnostným zlomkom 0,72 %. Tento typ uránu má štiepnu reťazovú reakciu a relatívnu stabilitu, čo pritiahlo pozornosť vedcov. V súčasnosti sa z tohto materiálu vyrába palivo pre jadrové reaktory.
Dnes musíte jasne pochopiť, že Rusko a RuskoAmerika je krajina schopná vytvárať takéto technológie a my, na rozdiel od iných krajín, máme hlavné kompetencie, vďaka ktorým sme „kľúčovými postavami tejto hry“. Je tiež dôležité pochopiť, že naša konkurencieschopnosť v takýchto zložitých oblastiach vyspelých technológií závisí priamo od dostupnosti aktuálnych atómových zbraní, ktoré určujú našu suverenitu.
Resource Disaster: Scenár riešenia problémov
- Čo môže mať okrem hrozby atómových zbraní katastrofálne následky pre celý svet?
- V tejto chvíli hrozí nebezpečenstvotrend, globálna výzva pre civilizáciu, ktorá je nebezpečná práve z dôvodu jej neviditeľnosti. Hovorím o vyčerpateľnosti zdrojov: energie, vody a priestoru na siatie. Spomedzi týchto zdrojov je dôležitá energia, pretože v procese nákupu a predaja medzi krajinami je zásoba vyčerpaná, čo určite povedie k jej zániku. Prioritou každej krajiny je teraz zastaviť vyčerpanie. Svetová politika je tiež určená zápasom štátov o zdroje.
Problém vyčerpateľnosti prírodných zdrojovspočíva v tom, že mnoho z nich nemá povahu regenerácie - alebo má, ale nie je porovnateľné s objemom spotreby. Ekológovia predpovedajú, že v blízkej budúcnosti bude planéta zahltená krízou nedostatku zdrojov: napríklad zásoby ropy dôjdu po 50 rokoch, zemný plyn - po 55 a uhlie - po 150.
Začína sa rastúci počet štátovvyužívať alternatívne zdroje energie: energiu slnka, vetra, vody, tepla zeme a biopalív. Slnečná energia sa používa na výrobu elektrickej a tepelnej energie, preto sa vytvárajú solárne elektrárne a slnečné kolektory, ktoré premieňajú slnečnú energiu na teplo pre nosič tepla. Veterná energia spočíva v premene kinetickej energie vetra na elektrinu, základom zariadení je veterný generátor. Sila vody sa používa vo vodných elektrárňach: voda pôsobí na lopatky turbíny, ktorá vyrába elektrinu, a stavajú sa aj prílivové stanice, ktoré využívajú energiu prílivu v mori alebo oceáne. Tepelné čerpadlá sa používajú na premenu tepla zeme na elektrickú a tepelnú energiu. Biopalivo sa vytvára v dôsledku spracovania organických látok.
Michail Kovalchuk. Foto: Otvorená inovácia
- Prečo sa ľudstvo ocitlo v tejto situácii?
- Samozrejme, poznáš prirodzenú uzavretúzdrojový cyklus. Samotná príroda existuje už miliardy rokov a nie je vyčerpaná. Raz sme vstúpili do systému prírody. Boli sme súčasťou systému poháňaného slnečnou energiou. Listy boli „kŕmené“ slnečnými lúčmi a život človeka závisel od slnka a jeho „svalovej sily“. Neskôr sa objavili zdroje energie, ktoré zase využili obrovské množstvo zdrojov. Po 200 rokoch sme boli uprostred katastrofy spôsobenej zdrojmi. Najsmutnejšie je, že na vine je sám človek, ktorý vybudoval technosféru antagonistu voči prírode.
Prognózy zdrojov terazsklamanie: ak sa nespomalíte, prídeme k krvavému zabitiu kvôli zdrojom a existencii vo svete, kde je pre moderného človeka jednoducho nemožné prežiť. Teraz, samozrejme, existuje príležitosť začať vytvárať technosféru podobnú prírode, aby nenarušila prirodzený priebeh vecí. Vytvorenie takejto koncepcie si vyžaduje symbiózu vedy a techniky, presnejšie integráciu technologických systémov do obratu prírodných zdrojov.
Pred piatimi rokmi bol prezident Ruska podV diskusii o Kjótskom protokole o emisiách skleníkových plynov sa uvádza, že nemá zmysel zaoberať sa iba čiastočným riešením environmentálnych problémov civilizácie. Rozhodne potrebujeme zásadne nový prístup k vytváraniu prírodných technológií a nájdeme možnosť harmonického spolunažívania.
V decembri 1997 prijal Kjóto medzinárodnú spoločnosťdohoda, ktorou sa všetky rozvinuté krajiny zaväzujú znižovať alebo stabilizovať emisie skleníkových plynov. Kjótsky protokol sa považuje za prvú priateľskú dohodu upravujúcu ochranu životného prostredia. Dokument upravuje zníženie emisií 6 druhov plynov: metán, oxid uhličitý, fluórované uhľovodíky, hexafluorid, oxid dusný a fluórované uhľovodíky. V súčasnosti sa na Kjótskej dohode zúčastňuje 192 štátov.
12. decembra 2015 v Paríži novýdohoda o klíme, ktorá mala nahradiť Kjótsky protokol, ktorého platnosť vyprší v roku 2020. Parížska dohoda obsahuje požiadavky na zníženie emisií skleníkových plynov vo vzťahu ku všetkým štátom, neexistujú kvantitatívne obmedzenia emisií, neexistuje mechanizmus na prísnu kontrolu dodržiavania a donucovacích opatrení na jej vykonávanie a vytvára sa hospodársky nástroj, ktorý krajinám umožňuje financovať projekty na zníženie emisií od seba navzájom ostatní.
Nový pohľad na vedeckú komunitu
- Aký je dôvod nášho chybného prístupu k technosfére?
- Na zodpovedanie tejto otázky je lepšie ísťfilozofický pohľad na samotný začiatok vývoja sveta. Pred mnohými rokmi, v čase Newtona, sa človek zaujímal o svet a jeho štruktúru, ale bez toho, aby čokoľvek porozumel, ho sklamal. Ďalším krokom bolo rozdelenie obrovského veľkého sveta na malé časti, s ktorými už nevznikli ťažkosti. V dôsledku toho vznikla úzko zameraná veda a rovnaká ekonomika, ktorá nezodpovedala realite. Na jednej strane ľudstvo získalo obrovské množstvo vedomostí, z ktorých bol systém vybudovaný. Na druhej strane v dôsledku fragmentácie informácií o svete je každý špecialista tak úzko zameraný, že nevníma svetový obraz blízkeho zástupcu iného odvetvia.
Vysvetlenie tohto javu je celkom jednoduchéPríklad: ak vezmeme abstrakt, susedné stĺpce ako smer pre školiacich špecialistov, potom s príchodom nového smeru sa jednoducho pridá ďalší stĺpec.
Keď došlo k IT, bol pridaný stĺpec, ale nie je možné ich považovať za priemysel, pretože to je štruktúra, ktorá je nad priemyslom, a všetok pokrok v tejto oblasti je priamo závislý od počítača.
Michail Kovalchuk. Foto: Otvorená inovácia
Aj v budúcnosti prišli s nanotechnológiou. V tomto prípade bolo chybou to, že nanotechnológia by sa mala považovať za metodiku konštrukcie materiálov rôznych typov atómovou a molekulárnou reguláciou. To znamená, že je to aj nadsektorová štruktúra. Preto sa IT a nanotechnológia právom považujú za časti, ktoré spolu tvoria ucelenejší obraz.
Kedysi bola len jedna veda – prírodná, ale vV dôsledku rozdelenia sa objavila masa samostatných disciplín. Teraz nastala éra spájania tohto množstva prírodných a humanitných vied do jednej. Sme svedkami presunu neživého k živému, splývania týchto stavov.
- Ako technicky uskutočniť takúto fúziu? Čo sa deje v tejto žile priamo v Kurchatovskom inštitúte?
- Súčasným stupňom vedy je prechod odanalýza študovanej syntézy. Je to ako puzzle, stačí zostaviť obrázok z mnohých disciplín. Poznáme každú „hádanku“ a získame nový obraz sveta, ktorý určuje moderný trend vedy.
V tejto súvislosti je hlavnou vecou nanotechnológia,čo umožňuje konštrukciu požadovaného anorganického materiálu, a potom, ako vrstvový koláč, môžete pridať biotechnológiu a vytvoriť hybridný polovodičový substrát. Ďalšou disciplínou je IT pre návrh integrovaného obvodu. A nakoniec, kognitívna technológia - na oživenie systému.
Na tomto základe má Kurchatov inštitút oddelenie humanitárnej techniky. Spravuje ju Dr. Yatsishina, je zodpovedná za animáciu nových technológií.
Napríklad pri vytváraní tímu robotovcieľ vytvorenia pracovnej sily je dosiahnutý a na zníženie nákladov budete musieť pochopiť psychológiu a sociológiu roja alebo roja mravcov. V takom prípade bude všetko závisieť od účelu vytvorenia systému. Kurchatov inštitút už vytvoril jedinečný komplex na vytváranie štruktúr podobných prírode.